Resistencia de salida del amplificador no inversor

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Estoy leyendo un libro * y deriva la resistencia de salida de un amplificador de amplificador operacional no inversor conectando a tierra la tensión de entrada, aplicando una fuente de corriente de prueba a la salida y midiendo la tensión de salida resultante:

AquíLeslagananciadebucle(esdecir,gananciadebucleabiertoaxgananciaderealimentaciónb).

Aquíestámiopiniónsobrelabúsquedadelaresistenciadesalida,quedaunarespuestadiferente.Podemospensarenelamplificadordebuclecerradocomounacajanegra,comosemuestraacontinuación.

PodemosmedirlaresistenciadesalidaR_oacortandolasalidaymidiendolacorrientequefluye.Laresistenciaesentonces:

$$R_o=\frac{Av_i}{i_{o,\text{short}}}\approx\frac{v_i}{bi_{o,\text{short}}}$$

DondeheusadoA=1/b,siendoblagananciaderealimentación.

Siacortamoslasalidadelcircuitoreal(conv_Iincluido),tenemos:$$i_{o,\text{corto}}=\frac{av_D}{r_o}=\frac{av_I}{(1+L)r_o}$$

(Tengaencuentaque\$R_1\$y\$R_2\$aparecenenserieentresíyenparaleloconelcorto,yporlotantonoafectanlacorrientedesalida).

Entonces:

$$R_o=\frac{(1+L)r_0}{ab}=\frac{1+L}{L}r_o\approxr_o$$

*"Diseño con amplificadores operacionales y circuitos analógicos integrados", de Sergio Franco.

    
pregunta MGA

4 respuestas

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Su análisis funcionará cuando la salida sea forzada a 1V en lugar de 0V. Pude obtener la respuesta correcta (¡la impedancia de salida se reduce de hecho por la ganancia de bucle!) Mediante el análisis de una fuente de voltaje de 1 V en la salida.

La forma en que prevengo este tipo de error es ser estricto sobre cómo escribo mis ecuaciones. Entre otras reglas, no introduzco nuevos términos como L y b, no uso ningún número hasta el final y no hago aproximaciones en el álgebra. Cuando el álgebra se vuelve tedioso, uso el programa de álgebra computacional de Maxima . Creo que también hay un paquete de Mathematica en algún lugar que hace este tipo de análisis correctamente.

En este problema, la regla que se violó es que el término Vout fue reemplazado por un número antes de que se resolvieran las ecuaciones. En este caso, la elección del número fue desafortunada y arruinó la ecuación.

La explicación más intuitiva es que Zout = Vout / Iout, por lo que Vout = 0 es una opción problemática.

    
respondido por el Tom Anderson
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Si va a modelar el amplificador como una caja negra, debe modelar la impedancia de salida de bucle cerrado, que es aproximadamente ro / (ganancia de bucle) tal como se encuentra en el libro que está leyendo. No puede simplemente transformar la topología en una caja negra y luego tratar de encontrar la impedancia de salida de la nueva topología. Es indiscutible que la retroalimentación de voltaje negativo reduce la impedancia de salida en bucle abierto por la ganancia del bucle (aproximadamente).

    
respondido por el John D
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Supongo que al decir \ $ i_ {short} = \ dfrac {a V_d} {r_o} \ $, no está incluyendo el paso actual a través de \ $ R_2 \ $ resistor.

    
respondido por el user3219492
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Ahora cambie el modelo de ganancia, de ganancia constante, a ganancia que comienza a desprenderse a una frecuencia baja y continúa declinando década tras década de frecuencia. E incluir en el análisis un condensador Cload.

Para varios rangos de parámetros, el OpAmp ya no podrá controlar la salida. Es probable que encuentre este problema en sus experimentos de laboratorio.

Supongamos que la resistencia de salida de bucle abierto es de 100 ohmios (algunas unidades operativas, que funcionan a 1uA, tienen un enrutamiento de 80,000 ohmios, pero el enrutamiento es tan bajo como 10 ohmios) y que UGBW sea 1MHz. Podemos modelar con precisión el OpAmp de bucle cerrado que tiene una impedancia de salida INDUCTIVA, de valor 16microHenry a 1MHz porque produce 100 ohmios.

En UGBW, el opamp tiene ganancia = 1 y no tiene capacidad para controlar el comportamiento de Vout. En UGBW / 10, el opamp tiene ganancia = 10, y tiene ALGUNA capacidad para controlar Vout, que de hecho se parece a 10 ohmios. (Si la configuración es unity-gain-buffer). En UGBW / 100, el opamp tiene ganancia = 100, lo que hace que Zout se vea como 1 ohmio. Esta caída a medida que la frecuencia disminuye .............. es inductiva.

Ahoracuelgueelcondensador1uFenlasalida.Tienesunpicoinquietante;Lasolucióneshumedecerlaconunaresistenciaenserie,valorsqrt(L/C).

UsandoRdamp=sqrt(L/C),necesitamos4ohms.Aquíestáesacomparación:

    
respondido por el analogsystemsrf

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